工业控制自动化行业解决方案

National Instruments

工业控制自动化行业

生产线自动化、钢铁冶金、机器制造、石油天然气、建筑结构

监控、绿色节能与安全、水处理、电力与能源、机器状态监测、

矿业、轨道运输、饮料加工、汽车行业......

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html,/pac/zhs

在1700℃高温下优化控制性能Nucor钢铁厂的节能与优化

■52

观奥运、享激情，一切尽在掌控

奥运鸟巢的结构健康监测

■40

在工业控制与自动化行业，NI提供了创新的解决方案，帮助工程师们将计算机技术与高速控制、精密运动、模拟测量、人机对话界面(HMI)等功能集成于机器制造和工业生产线。NI开放的图形化编程软件和模块化硬件，每年帮助25,000多家公司简化开发，

NI工业控制平台—PAC（可编程自动化控制器）

NI PAC，以LabVIEW适合工业应用的图形化软件开发环境为核心，兼备可编程逻辑控制器（PLC）的可靠性，PC的

多功能与开放性，以及自定义电路的灵活性。为工业自动化领域的新兴测控需求提供新一代的技术与完备的解决方案。

精确测量

作为全球测量软硬件的引领者，NI将实时、精确的采集以及高级分析功能添加到严苛的工业环境应用中。为监测和控

高速控制

NI PAC拥有实时操作系统，配

合独有的FPGA（现场可编程

门阵列）芯片，帮助您自行定

义并实现最可靠最高速的控制

广泛连接

高性能的NI PAC能够方便地

和您现有的系统通信，并可快

速连接到HMI和企业级软件，

实现生产管理自动化。

NI PAC

助您快速完成：

基于NI PAC 的工业自动化架构

NI PAC 系统以LabVIEW 软件为核心，不仅能够实现高性能测量和控制功能，还可以快速连接到工厂监控管理系统，帮助工程师优化现有系统的性能。

工厂监控管理系统

控制器开发软件

工业控制器

信号与传感器

NI PAC 开发平台

图形化的编程环境，开放灵活的平台内置丰富函数实现高级算法

支持包括61131标准在内的多种开发方式

NI PAC 硬件CompactRIO

CompactFiedPoint

PXI

第三方设备

PLC

HMI

PDA

LabVIEW 数据记录与监控(DSC)

数据库

SCADA

第三方管理网络

温度、压力、振动、继电器等各种传感器实时以太网I/O 视觉系统

运动控制

主要产品推介

NI Compact FieldPoint

更多信息请登陆：https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html,/compactfieldpoint/zhs

NI PXI系统

打造油井钻探的新型武器33为油井配备全方位的贴身保镖34管线不再堵塞，能源畅通无碍

36原油——运筹LabVIEW 之中，配送千里之外38华北平原上的原油管道守望者

40

石油天然气

在数千米深海行走自如的“蜘蛛侠”23会思考的车，还是能直立行走的轮子？24随时随地打印斑斓世界

26高速压铸机控制——举重若轻，一挥而就28电池分拣，您还依赖手工完成吗?

30

机械设备制造

续写千年古塔的不老传奇43为桥梁健康把脉

44观奥运、享激情，一切尽在掌控46建筑结构监测

合作与超越，为PLC 添加更高的测控性能15在1700 °C 高温下优化控制性能16闲庭信步般实现“稳、准、快”18降低成本还能提高指标，你相信么？

20

钢铁冶金

PC 还是μC ？何不选择兼具两者优点的CompactRIO 7三个月，照明专家Sylvania 的全新生产线8每天检测两百万支铅笔？绝非天方夜谭！10高效核对药品标签，确保患者生命安全

12

生产线自动化

水电设备的健康顾问61给核电站多上一份保险

62

电力与能源

减少水银排放，让天更蓝，水更清51NI 安全保障，FedEx 使命必达52捕捉温室气体排量变化的蛛丝马迹54量化问题，解决问题，绿色就在身边55降低噪音，“静”化环境56安全、快速、舒适的未来医院

58

绿色工程

防微杜渐 安全作业

70

矿业

差之毫厘，谬以千里

71货物的自动分类就是这么简单72车厢控制——打破封闭，提升性能73

轨道运输

真水无香漾滇池

63

水处理

机器状态 尽在掌握

64

机器状态监测

跟上自动化的需求

66

汽车行业

一秒四！拥有属于自己的独特标签67卡夫的“黑匣子”

68

食品饮料加工

生产线自动化

如何在工业自动化生产中保证竞争力，是设计新型机器，还是优化现有系统？在当前，竞争日益激烈的全球化环境中，市场对于生产线的要求越来越高。我们需要的是完全自动化的，将机器视觉，运动控制集于一身，并具有高可靠性和高速的流水线，以满足对于不同产品的特殊需求。

在工业生产中，我们需要各种形状的零部件，在现在，通常采用数控机床来实现对于细小零件的高精度加工。电火花加工（EDM）则是目前被广泛应用的一种加工方式，非常适用于高硬度导电工件的加工。它利用脉冲火花放电原理来腐蚀金属，使其被切割成型。GE中国的研发部门同样使用了数控电火花成型机床，对于飞机的关键零部件进行加工。

CompactRIO同时具备强大的功能和开放性

“传统的电火花放电加工过程控

制器采用两种方法来设计：基于

PC或者基于微控制器μC。”通用

电气中国研发工程师詹移民介绍

道：“前者实时性能弱，功能不

强，稳定性差；而后者虽然功能

强大，却开放性差，最终用户无法修改，并且维护困难。利用NI CompactRIO开发的EDM独立过程控制器克服了两者的缺点，吸收了两者的优点。”

电火花放电系统主要由数控机床（CNC）运动控制器，EDM 过程控制器和机床组成。CNC控制器负责机床的运动和辅

制器首先通过100 kHz的模拟采集获得电火花放电间隙的信息，传送到CompactRIO底板的FPGA中，进行EDM伺服控制算法的处理，判断当前工艺处于开路，短路还是正常放电状态。然后通知加工电源和CNC采取相应的措施，调整机床的运动速度等。FPGA程序采用LabVIEW图形化语言进行开发，采用状态机结构，程序的最高循环周期可达到ns级。最后CompactRIO自带的实时操作系统还可以向上位机——带有Windows操作系统的工控机发送波形，进行显示和控制。这样既可以断定每次电火花放电的好坏，操作者又可以直观的看到放电间隙的状况。

统一平台下完成对实时系统和FPGA硬件的开发“我们利用NI LabVIEW和CompactRIO开发的EDM过程控制器与传统的方法相比加工时间大为减少，刀具损耗费用显著降低。”詹移民如此评价道：“而且这种控制器开发周期短，一个三层的分布系统：Windows平台，实时操作系统和FPGA硬件平台均采用LabVIEW编程，仅用两个月就能完成整个系统的开发。”

PC还是μC？

何不选择兼具两者优点的CompactRIO GE中国开发数控机床的电火花加工（EDM

）过程控制器

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html, /compactrio/zhs

金属卤化物灯早在1961年就已问世，金属卤化物灯的出现显著提高了灯的显色指数和发光效率。经过四十多年的开发和研究，金属卤化物灯的工艺日趋成熟，由于它的高光效，高显色性及寿命长等原因，受到了“我们需要更优化更灵活的灯具生产机器”

作为全球知名的照明生产商之一，Sylvania也推出了一系列的金属卤化物灯产品。他们已有的生产线采用的是标准的压板方法。也就是使用两个金属块挤压的方式使得围绕在电极周围的融化的玻璃定形，形成密封的灯罩。“我们Sylvania在比利时Tienen的工厂专门负责金属卤化物灯的研发，新一代的金属卤化物灯产品将会有更小的体积，所以需要能够非常方便地改变所有的生产参数，”Sylvania的研发工程师Danny Hendrikx说：“原来的生产线采用的是基于PLC的系统，其灵活性无法满足

NI PAC 平台提供PC 级的灵活性

Sylvania 的工程师们对于新系统提出了一系列要求：首先，开发者可以对于不同的生产步骤和生产参数进行定义，并且需要自如地调整各步骤运行顺序。而操作者则需要一个全自动的操作界面，所有的操作步骤都已经被定义好，并有相关的操作指南进行指导。此外，同样的一个系统需要被用于生产多种不同的灯具。在更换生产的产品时，也要求有非常快的切换速度。

与NI 的工程师讨论后，Sylvania 的研发工程师们确定了方案：采用NI 带有FPGA 的智能PAC 产品，配合机器视觉以及运动控制平台，完成整个生产线的监测与控制工作。

机器视觉与运动控制集成的高效方案

1.2 μm/30 cm ，而CO2激光则由FPGA 发送5 kH z 的PWM 波形进行控制，以保证时间上的确定性。当加热完成之后，NI 的运动控制器将控制伺服电机和两个步进电机，精确的安放玻璃灯管中的电极并进行贴箔，从而完成整个灯管的生产。

整个系统的安全性完全由FPGA 上运行的程序来保证：在FPGA 芯片上运行的程序可以达到ns 级的确定性，一旦发LabVIEW 是项目的核心

“LabVIEW 是整个项目的核心。我们在一套系统当中，同时使用了机器视觉和运动控制系统，并完成了对于CO2激光的精确操作。而基于LabVIEW 的开发，使得我们比预定时间整整提前9个月就完成了项目。”Danny 说道：“将来我们还要在系统中添加新的功能，包括测量灯管的容积，进行精确的统计等，以完成进一步的改进。”

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html,/vision/zhs

每天检测两百万支铅笔？

绝非天方夜谭！

Soliton平台仅用16周开发出铅笔

自动化检测与分拣系统

相信每个人都使用过由木材包层和石墨铅芯所组成的

普通铅笔，而且大多数人都遇到过诸如木材劈裂

等质量问题。当然，由于铅笔本身是一种价格便宜的消耗

品，一般人默认这种情况是正常的。但是，要成为全球知

名的铅笔制造商，则更需要一套检测系统以避免这种情

况，达到更好的产品品质，从而进入高端市场。与此同时，

这套系统必须具有很高的检测速度和灵活性，以提高企业

人工检测无法满足快速、高标准的要求

铅笔制造过程中很重要的一道工序是用两片切削好的带槽木

片包裹住圆柱形的铅芯。在这个过程中会引入一些质量问题，

例如铅芯的缺失和偏移等。而且由于木材是一种天然材料，本

身就可能具有一些缺陷。两片木片如果具有不同的纹理也会

影响铅笔的质量。客户过去用120名工人进行人工质量检

查，尽管消耗大量人力资源，检测的吞吐量依然有限，而且

检测结果并不可靠。“例如一些发达国家市场要求铅芯偏移

不超过300微米，依靠人工检查是不可能的。”Soliton的工

采用灵活、易用的NI 软硬件产品

这家铅笔制造商对于新系统提出了一系列要求。首先，需要保证功能上的可靠性，能够准确检测出各种不合格的情况，并将合格的彩色铅笔按照不同铅芯颜色进行分拣。检测速度需要满足大吞吐量要求，每秒钟至少能够完成23支以上的铅笔检测。同时，该系统必须具有一定的灵活

性，能够针对不同层次消费者的质量要求设定不同的检测参数。此外，客户还要求该系统能迅速投入使用，并且尽可能少占用厂房面积。当然，成本也是永远需要考虑的重要因素。

最终，Soliton的工程师们决定采用NI PAC平台开发该系统，选择机器视觉和数据采集方面的硬件产品，通过简单易用的NI Vision Builder AI软件进行图像处理和检测算法的验证，最终结合LabVIEW软件完成整个系统的开发。

机器视觉、运动控制和数据采集的巧妙应用

Soliton的工程师们在铅笔生产线的传送带两旁放置了两台数字相机，正好对准一支铅笔的两端，然后通过NI图像采集卡将采集到的图像传给处理器进行实时处理和分析。同时，他们通过运动控制设备设置传送带速度，并在传送带转轴上安装了正交编码器，从而可以通过NI数据采集设备获取当前位置信息。他们在传送带下游安装了若干个空气喷枪，可以通过数据采集板卡的数字输出驱动某个喷枪喷射出压缩空气。结合前面获得的转轴位置和速度信息，就可以靠相应的分拣履带，从而完成铅笔的自动检测和分拣。

值得一提的是，N I交互式的机器视觉开发软件V i s i o n Builder AI帮助Soliton大大缩短了该项目的开发周期。即使不了解图像处理的专业知识，工程师们也可以用Vision Builder AI进行图像处理和检测算法的快速验证，还可以将这些算法直接转换为相应的LabVIEW代码。“没有NI 提供的这些快速开发工具，我们绝不可能在16周的时间内成功开发出如此高速、可靠的分拣系统”Anand说。

16周完成系统开发，绝非天方夜谭

借助最新的虚拟仪器和机器视觉技术，Soliton开发出了这套全自动铅笔检测和分拣系统。该系统紧凑、高效、易用，并且大大提高了检测的可靠性。印度自古是一个充满传奇的国度，然而使用了NI PAC平台及相关软硬件产品，在16周内开发出每天检测200万支铅笔的自动化系统，也绝非天方夜谭。

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html,/vision/zhs

高效核对药品标签，确保患者生命安全

全自动，高效率，可靠稳定

的医用标签检测设备

“是药三分毒”。服错药，不仅不能治愈疾病，严重的还将给患者带来生命危险。所以药瓶上的小小标签担任着重要的“防火墙”的作用。美国食品和药品管理局（FDA）一直在努力降低药品标签出错的可能性，以防止错误的药物流入医院和病人手中，造成伤亡事故。

然而，传统的人工检测既繁琐又容易出错，因此医药产品的生产厂家急需高可靠性的自动化系统来取代传统的人工检测方式，以达到更准确，更高效的目的。

高分辨率，全自动的标签检测仪LabRead

“由于在生产线上，所有的药品都被堆在一起，要逐个核对标签的内容和颜色非常困难。而且，要清晰地辨认标签内容，需要很高的图像分辨率。所以，最好的方法就是把每个产品逐一移动到摄像机镜头的范围内进行检测。”基于以上考虑，Graftek Imaging的总裁Steve McCool最终选择了NI机器视觉与运动控制相结合的解决方案，实现了全自动的标签检测仪LabRead。LabRead的检测过程是完全自动化的。首先，计算机将会生成一个标准格式的文件，文件上记录了药品标签上印着的产品说明或者条

然后，LabRead就可以根据标准自动开始对产品进行逐个识别和判断。NI的运动控制系统将控制药品有序地移动到摄像头下。两个正对着药品两边的摄像头将分别拍下药品两侧的图像，并进行综合分析，最后给出判断结果：“通过”或“不通过”。当所有的药品检测结束之后，LabVIEW将会控制打印机将测试报告打印出来，报告中包含了生产线的核对信息，产品检测状态（“通过”或“不通过”）以及不通过的原因。整个过程，仅仅需要8秒钟就可以完成。

LabRead预计可为客户节省$60,000

“在LabRead的系统中，融合了图像处理，运动控制等强大功能，如此一个完美，可靠且灵活的检测系统，如果脱离了LabVIEW环境，就不可能如此轻易就开发成功。” Steve 说道：“这一应用再次证明了基于NI产品和技术的系统能够应对工业检测领域的强大挑战。而且，相比现存即用的技术，我们估计LabRead预计可节省$60,000的费用。”

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html,/vision/zhs

钢铁冶金

钢铁冶金行业被认为是现代工业的支柱，自第二次工业革命以来常常被看作是工业化水平的象征。如今，作为重要的传统产业，钢铁冶金行业面临着节能减排等诸多挑战，同时也迎来了产业升级的新机遇。如何完成由粗放型向集约型生产方式的转变，如何在增加产能的同时进一步提高效率，已成为每个钢铁冶金企业需要思考的问题。

合作与超越，为PLC 添加更高的测控性能

I 2S 为自动化轧钢机添加高速的模拟采集

和分析

轧

钢机就是通过压力对金属进行加工，将其制造成各种所需形状的机器。早在14世纪，达·芬奇绘制了

世界上第一款轧钢机的草图。至今，人们仍然在使用这一工艺，生产出了汽车板、桥梁钢、螺纹钢、镀锡板甚至火车轮等各类钢材。而轧钢机的自动化程度也随着时间的流逝，不断的发展和创新。现在，人们逐渐把自动化的元素添加到了轧钢机的系统中，使用PLC 等各类可编程控制器对轧钢机进行控制。

生产线上，PLC 无法快速计算钢材厚度

I 2S 公司自1974年成立以来，就专注于轧钢机设备的生产并成为全球的先驱者和创新者。他们通常使用伽玛校正系统的精确厚度控制来提高轧钢机的效率和质量。整个系统使用伽玛射线传感器进行厚度检测，并需要具有高速、高精度的模拟I/O 和高级处理能力的控制器将传感器信号转化为金属厚度。然而，用于自动化轧钢机的传统PLC 却不

能提供高速模拟I/O 和高级处理能力。

CompactRIO 实现高速I/O 及高级处理

I 2S 的工程师C l a r k H u m m e l 在多种方案中选择了N I CompactRIO 平台作为其解决方案。CompactRIO 不仅能够在恶劣环境或系统控制临界点提供可靠性和坚固性，同时具有高速模拟I/O 和高级信号处理能力。将基于伽玛射线的厚度传感器与C o m p a c t R I O 的模拟输入模块相连，CompactRIO 中的实时处理器处理从传感器接收数据，并

利用内置的函数将数据直接转化为精确的厚度值，最后通过以太网络将数据发送到联网的PLC 中。利用CompactRIO 底板上的FPGA 芯片和实时处理器进行运算，CompactRIO 可以完成所有I/O 和信号处理，并将高精度厚度测量值直接插入以太网数据包中，并保证不减慢原有的PLC 系统中的控制回路。

PAC 与PLC 简易快捷地集成

Clark Hummel 在他的文章中说道：“借助LabVIEW ，可以对CompactRIO 的FPGA 和实时处理器进行快速编程。且CompactRIO 和PLC 都带有网络功能，只需做较小改动就能将PAC 与已有的PLC 成功地集成，优化轧钢机的性能。”

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html, /compactrio/zhs

每

天，世界上大约三分之二的钢材是由废旧钢铁经过重新冶炼而制成的。相比直接使用铁矿石这样

的初级原料，废铁回炉再炼不仅可以节省铁矿石资源，而且可以减少60-74%的电力消耗，整个北美因此而节约的电能能够满足1800万个家庭一年的能源需求。但是通过废铁回炉生产合金的过程有较高的技术要求，不仅需要控制好添加的碳素及其他金属原料比例，还要控制好炉温，因此需要根据原料的多少不断调整供电量。Nucor 公司收购马里恩钢铁厂之后，成为了全美最大的废旧钢铁回收利用公司。为了进一步节能增效，并保障生产环境的安全性，Nucor 决定对马里恩工厂原有生产线进行全面的自动化升级改造。

废铁回炉过程中的精打细算

在马里恩工厂，废铁的边角料被投入电弧炉（EAF ）中加热融化，并加入碳素或其他金属炼成具有高附加值的合金产品。这个过程需要大量的电能，而且所需电量取决于投入电弧炉的废铁角料数量。在马里恩工厂被Nucor 兼并之前，操作工人只能根据估计来判断炉中废钢的重量，因此常常造成过度加热的情况，这时，生产出的产品达不到质量标准，

需

在1700 °C 高温下优化控制性能

Nucor 公司成功运用NI PAC

平台改造马里恩炼钢厂

要回炉再炼，就造成了额外的时间、能源和成本的花费。为了减少这种情况，Nucor 采用NI PAC 产品Compact FieldPoint 和图形化编程工具LabVIEW 开发了一套原料称量系统，可以自动限制并准确称量每一炉的入料量，从而可以精确计算出所需的电能。在使用这套系统之前，马里恩工厂只能偶尔对入料量进行抽样检查，造成的回炉重炼次数多得甚至无从记录；而在这套系统投入使用之后，在2007年全年6000多炉作业中，一共只有10 次需要回炉重炼，不仅提高了生产效率，而且大大减少了能源消耗。

减小电网压力，做对社会负责的企业

由于耗电量巨大，钢铁循环冶炼所造成的另一个问题是严重增加马里恩小城的电网负担。马里恩市的三万多居民过去不得不忍受电网上的电压闪变，作为罪魁祸首的这家钢铁厂也常常因为峰值用电功率太大而遭受罚款。作为坚持企业社会责任的公司，Nucor 决定针对马里恩工厂里的电弧炉开发一个在线用电量监控系统。这次Nucor 的工程师们仍然想到的是NI PAC 平台：他们利用NI 可编程自动化控制器CompactRIO

实现了对用电量的实时监测，一旦

接近预先设定的警戒水平，系统就立即切换控制参数以减小输入功率。“通过NI PAC 平台，我们能够主动监控用电量，尽最大努力减少了企业对马里恩市居民生活的影响。”Nucor 工程师Dave Brandt 说。

以人为本，为员工打造更安全的工作环境

Nucor 一向将安全生产视为头等大事，因此在兼并马里恩钢铁厂之后，立即着手打造一个更加安全的车间操作环境。在生产系统的自动化升级改造之前，操作员需要直接手动操作电弧炉的继电开关，如果保险装置出现问题就十分危险。现在，自动化控制系统中采用NI Compact FieldPoint

和一个人机操作界面（HMI ）实现了开关切换的远程控制。操作员只要用指尖轻轻点击触摸屏电脑就可以轻松安全地控制大功率开关。

基于NI 提供的软硬件平台，Nucor 成功开发了一系列自动化系统，为企业带来了显著效益。“这些自动化系统的运用，大大减少了企业的电能消耗，并且消除了安全隐患。”Dave Brandt 说，“相比于传统的用梯形语言对PLC 进行编程，NI PAC 平台和LabVIEW 图形化开发工具的应用使控制系统的开发效率提高了十多倍，大大降低了工业自动化的实现成本。

”

https://www.wendangku.net/doc/cf2571531.html,/compactfieldpoint/zhs

钢

铁冶金行业原有的原料混合系统存在着控制精度低、操作复杂等问题，直接影响到最终成品的含铁

量。现在，基于NI PAC 平台，可以实现一个灵活、坚固的闭环控制系统，具有比传统PLC 更快的响应时间。同时，新系统还具有成本低、体积小、精度高、易于操作和维护、扩展性好等特点。

控制更快、精度更高、成本更低

传统的控制系统采用PLC ，其典型的控制循环周期为100至500毫秒。使用NI PAC 平台之后，杭钢集团的原料混合系统控制循环周期降低至50毫秒，改善了产品质量。在NI PAC 平台基础上，有多种输入输出模块可供灵活选择，借助NI 在测量领域的领先地位，可以做到很高的输入输出精度；而且可以使用体积很小的采集模块代替体积庞大的传统采集器，从而提高了系统的集成度。

NI 为PAC 硬件平台提供了极为方便的软件开发工具。开发人员借助简单易用的NI LabVIEW 控制设计工具包设计并实现了PID 算法。统一的软件环境再加上NI 一系列硬件模块所固有的灵活性，使杭钢集团这套原料混合系统的开发时间缩短到原定计划的1/5，降低了项目的综合成本。NI 模块化的PAC 平台下，拥有多样的模块可供选择，从而也进一步降低了未来系统维护和升级的成本。

全新的生产线操作体验

传统系统由独立的多套系统组成（例如温度测量、压力测量、转速控制等），每套系统都有相应的计算机和人机界面，运行时需要多人负责监视和操纵。新的系统将多种功能统一到一个平台上，而且通过工业以太网连接多个车间的PAC ，实现数据交换和远程控制。这样就可以通过总监控台对每个车间的生产情况进行实时监控并生成报

表。所有工作只需一人即可完成，大大提高了生产线自动化程度。

闲庭信步般实现“稳、准、快”

杭州钢铁实现对于原料混合系统的精确监控

本系统的LabVIEW

界面

智能PID 控制器LabVIEW 程序界面

自动化产业必备的十大工控产品【汇总】

自动化产业必备的十大工控产品 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 1.控制器，自动化工厂的大脑 控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 自动化工厂中常用的控制器有plc，工控机等。 可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器， 用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 工控机（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。 2.机器人，自动化工厂的坚定执行者 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

工控自动化设备中常用的传感器

自动化设备中常用的传感器 秦雨生 2018-08-15 磁性开关：它是气缸用传感器的一个专用称呼，主要应用于检测气缸活塞位置。通常，都由气缸供应商根据客户使用情况配套提供。顾名思义，磁性开关是通过电磁感应来检测目标物，所以，其检测精度相当低。 1. 2 微动开关：微动开关是一种接触式传感器，目前主要应用于设备之间的连接或者设备的安全防护门状态的检测。

2. 3 编码器：旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号），按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。编码器通常与步进电机或者伺服电机配使用构成闭环或者半闭环的控制系统。 3. 4 接近开关：接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机（plc）装置提供控制指令。接近开关也是依据电磁感应的原理设计制造的，所以它只能检测金属目标物属，并且不同的金属感应距离略有差距。目前常用的接近开关检测距离大约有如下几种：1mm、2mm、4mm、8mm、12mm等。接近开关通常有两种：埋入型和非埋入型。所谓埋入型就是指接近开关的感应头不检测其圆周方向的金属

目标，只检测其前方的金属目标，即传感器感应头可以不露出金属安装支架；所谓非埋入型就是指接近开关感应头既检测其前方的金属目标也同时会检测其圆周方向的金属目标，即传感器感应头必须露出金属安装支架一段距离且圆周方向一定范围内不得有金属目标物以免引起错误判断。接近开关的检测精度较磁性开关高。接近开关通常用于判断产品有无、工装夹具是否到位等对位置精度要求相对较低的场合。 4. 5 光电开关：光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。我们通常所说的光电开关大致有三种：一种是反射式光电传感器、一种是对射式光电传感器、一种是使用反射板反射光朿的光电传感器。其中后两种都是通过目标物遮光实现检测的，前一种是通过目标物反射光线来实现检测功能。所以，通常后两种检测距离更远、精度更高。由于光电传感器具有相当高的检测精度，所以，通常用于检测产品或者机械手等工件的精确位置以及步进、伺服系统的反馈装置中。

工业控制自动化行业调查

工业控制自动化行业调查 信息与控制工程学院自动化07-1 苏颖0706380128

行业简介 工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。 行业现状 我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 行业发展趋势 一、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流 众所周知，从20世纪60年代开始，西方国家就依靠技术进步（即新设备、新工艺以及计算机应用）开始对传统工业进行改造，使工业得到飞速发展。20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间（TimetoMarket）、改善质量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服务体系（Service），这就是企业的T.Q.C.S.。虽然计算机集成制造系统（CIMS）结合信息集成和系统集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企业实现“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便作出正确的决策”，即“五个正确”。然而这种自动化需要投入大量的资金，是一种高投资、高效益同时是高风险的发展模式，很难为大多数中小企业所采用。在我国，中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。 20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（简称工业PC）的发展，以工业PC、I/O装臵、监控装臵、控制网络组成的PC-based 的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。我国重庆钢铁公司这样的大企业的几乎全部大型加热炉，也拆除了原来DCS或单回路数字式调节器，而改用工业PC来组成控制系统，并采用模糊控制算法，获得了良好效果。由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样可靠，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了

自动化技术发展的新趋势

自动化技术发展的新趋势 转贴自：转贴自：工控自动化网 1. 引言 005年以来，4月12~14日的FIA第四届中国国际现场总线与工业自动化仪表展览会(FIA)及6月14日~17日的第九届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会(FA/PA)成功地在北京举行，以及众多厂商举办了大型技术交流活动，使工业自动化市场倍受人们瞩目，特别是“MM现代制造”出了新自动化专刊，提出了新自动化的概念，证明工业自动化行业的动向很值得我们重视。 2. 基金会现场总线的规模应用即将逐步展开 总线技术的规划、研究、试制、试用、工程实践及推广应用。这是一项空前的系统工程，它集中了众多人的智慧，获得了众多人的称许，特别是得到了“大客户”的首肯。目前，FF成员338家，已注册产品为227种，通过HIST互操作测试认证的主控系统有11个。应用方面，有50万台现场仪表、8000套系统已投入应用，其中中国占7%，约80套系统，主要分布在石化和化工、石油和天然气、发电几个行业。上海赛科、中海油/壳牌南海项目两大工程均属世界上可数的大型工程，今年即将投产。这些将为我国大规模应用起到示范作用。在技术上国内也有很大进展，华控、沈阳自动化所(中科博微)等单位均研制出并取得FF注册资格的产品，已有10多种专业书籍出版。特别是如下几项技术得到了初步普及:H1的通信原理;H1的功能块组态和“现场控制”策略;现场设备辅助设备及主控系统的选择;H1网段设计及施工安装;设备描述语言(DDL)与互操作性等。而且对于增强型EDDL及FISCO防爆等新技术表现了很大的热情，这些都为今后在国内大规模应用打下了良好的基础。 目前中国仪器仪表行业协会现场总线专业委员会(CFFC)于6个外商驻华机构组成的基金会现场总线中国市场委员会(FFCMC)正在联合开展活动。现在FF正处在类似于70年代末DCS所处的时期，作为一项新技术走向市场之路虽然艰辛的,但经过阵痛，新生的事物将像婴儿出世一样，一定会茁壮地成长起来。 3. 检测技术、识别技术及信息融合技术受到重视 传感器技术这些年来正处于传统型向新型传感器转型的阶段，这将有另文专述。仅由于现场总线技术的助推，监测仪表的数字化、智能化、网络化已前进了一大步。特别是多变量变送器地成功上市，使一个变压变送器(如艾默生德的3015S和横河的EJX)可以完成流量测量及温压补偿、流量积累、显示球罐内液体体积和进行导管堵塞、蒸汽拌热诊断等一些列功能，而且还准备增加孔板磨损监测等功能，设备管理能得到更多有用信息。数字化和网络化为现场设备丰富的信息提供了畅通的渠道，为单信号向多信息采集转变创造了条件，加之检测技术进步，诸如温度场测量等传感器地出现，逐步使这种转变成为可能。

浅谈工业控制自动化的现状及趋势

浅谈工业控制自动化的现状及趋势 发表时间：2018-10-18T14:43:04.583Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：曹媛媛 [导读] 摘要：工业自动化是一个既复杂又系统的工业控制过程，其中包括自动控制系统、计算机系统，再加上应用相应的仪表理论，使各个系统之间协调合作，从而实现对工业生产过程控制和检测，更好地进行工业生产。 （天津中晟达科技有限公司天津 300393） 摘要：工业自动化是一个既复杂又系统的工业控制过程，其中包括自动控制系统、计算机系统，再加上应用相应的仪表理论，使各个系统之间协调合作，从而实现对工业生产过程控制和检测，更好地进行工业生产。通过实现工业自动化控制，不仅大幅提高了工业生产的效率和质量，还大大提高了工业生产的安全性。在当今的社会发展过程中，工业自动化控制被各行各业所应用，推动了我国社会的可持续发展。 关键词：工业自动化；控制；现状；发展趋势 前言： 随着社会的发展和经济的进步，我国各行各业都得到了较好的发展，我国工业更是如此。当今时代是信息化时代，高科技技术的飞速发展促进了我国工业实现自动化控制，提高了我国工业的生产效率，推动了我国国民经济的增长。为此，在今后的工业发展过程中，加强工业自动化控制是尤为重要的。 1工业自动化的概念及意义 工业自动化，是指工业生产的一个自动化过程，在这个过程中利用各种先进的科技设备，使生产不需要人员的直接参与。 工业实现这种自动化的生产，目的是节省人力资源，提高工作效率。工业自动化控制，主要是通过对生产过程中参数的控制，从而控制整个过程。控制参数，实现自动化，而不是人为的直接参与，这就节约了人力资源，优化了生产和管理结构；工业自动化控制，是通过一些能源和资讯进行生产工作，应用了先进的科学和技术，将生产模式优化，使之提高生产效率。自动化技术是涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的起源。工业革命与科学技术是相互作用的，科学技术有效地促进了工业的发展。如今，自动化技术已经运用到社会各个领域，比如，机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，并且自动化技术已经成为提高劳动生产率的主要手段。 2 当今我国工业自动化控制的现状 2.1工业自动化控制的PLC控制系统 近些年来，随着工业自动化控制的广泛应用，PLC控制系统作为重要的自动化控制系统也得到了人们的重视。PLC控制系统可以为多个不同的自动化设备提供安全可靠的自动化控制方案，促进着工业自动化控制的发展。当今的大多数PLC控制系统由国外生产制造，其中生产型号就多达三百多种。近些年来，虽然我国PLC控制系统在生产制造和研发方面在一定程度上取得了阶段性成果，但是还没有形成较大的规模，生产能力也十分有限，也就是说，当今我国使用的PLC控制系统还是以国外产品为主。当今的PLC控制系统在各行各业得到了广泛应用，切实地促进了相关领域的发展，PLC控制系统在社会发展中的作用是不可忽视的，今后还应对PLC控制系统不断研究和探索，提高PLC控制系统的发展水平。 2.2工业自动化控制的DCS控制系统 DCS控制系统就是集散控制系统，在二十世纪七十年代被研发出来并在各行各业得到了广泛应用。随后，在二十世纪八十年代，我国自主研发的DCS控制系统也横空出世，并且推动了我国工业化进程。随着我国科学技术的发展水平不断提高，加快了我国DCS控制系统的研发步伐，使我国的工业生产在应用DCS控制系统时，提高了工业生产的产品质量和生产效率。就目前来看，我国的DCS控制系统技术已经较为成熟，国内出现了很多DCS控制系统生产企业，并且获得了健康发展。 2.3工业自动化控制的工业PC控制系统 就当今的发展情况来看，工业PC控制系统已经逐渐了取代了PLC控制系统和DCS控制系统，被社会各行各业所应用，在工业自动化控制领域发挥着重要的作用。基于工业PC控制系统具有分布控制系统的特点，可以使具有基础性能的工业实现自动化控制。同时，工业PC控制系统还具有客户模式多样性和服务器模式多样性的特点，从而使工业PC控制系统可以扮演服务器或者客户机的角色，形成具有区域性的工业PC机群，实现管理和控制的统一结合，使企业内部之间的信息交流变得十分便捷，建立了完善的信息综合系统。 3 工业自动化控制的发展趋势 3.1将自动化仪表与企业的信息化有效结合，增强工业自动化控制，更好地为企业服务。信息技术的发展与自动化仪表两者也是相互联系，相互影响的。信息化对自动化的影响主要体现在两个方面：其一，信息技术与自动化仪表同样都需要科技人才；另一方面自动化仪表借用了信息技术，加快了信息的步伐。自动化对信息化的影响呢？自动化仪表技术包括内容广泛，其在信息采集、信息处理、信息应用这方面，其实是信息化技术的一个分支。也就是说信息技术的发展是依赖于自动化仪表的。在工业生产过程中，重视信息技术与自动化控制技术的结合，是工业自动化控制得以发展的重要方法之一。 3.2自动化仪表重视工业内部信息的分层次、有序性、开放性。自动化仪表系统在工业内部要具有全面可互操作性。可操作性是分层次的，最基本的是控制系统与现场仪表表层的联系，上一层是控制系统维护与生产设备诊断信息，再高一层是企业管理信息的客户操作。整体信息化至少要实现可互操作。不同层级实现可互操作的技术和方法是不完全一样的。在控制系统中就要实现相应的程序设置，让全局信息整合至少要使企业各层之间的信息交换无障碍。仪表的用户企业由于贴近生产过程和应用，一些用户组织对自动化仪表的应用提出许多要求，制订了一些团体标准。当然这是一个漫长的过程，需要不断地完善。 3.3注意自动化控制功能安全问题。安全是一个非常广泛的主题，在自动化仪表领域，主要的安全问题是关注功能方面的安全问题。近年来，大量经过功能安全认证的仪表已经推向市场。因此，功能安全仪表，不只是用在有安全要求的系统中，功能安全认证还起到对仪表质量的检测中。为了争取竞争中的有利地位，仪表制造商都会致力于开展功能安全研究。自20世纪，由于研究的重视，仪表制造的质量大幅提高。但是由于可行性数据都是由制造企业自己取得的，对用户的公信力较低，因此只有很少企业将可行性的定量数据公布出来。所以可行性对用户来说是经验性的、模糊的，人们更愿意相信品牌。 3.4控制网络。由于近年我国上的大型工程项目多，我国无论在采用现场总线仪表的项目规模还是在采用的数量方面都处于国际领先位

工业自动化控制

工业自动化控制 工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。 一、工业自动化仪器仪表 （一）PLC（可编程序控制器） PLC—可编程序控制器的英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求 ①编程简单，可在现场修改和调试程序；②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；⑦可直接用115V交流电压输入；⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。 为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC 的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。 我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为

工控自动化行业现状及未来发展趋势展望

工控自动化行业现状及未来发展趋势展望 发表时间：2019-03-04T15:21:18.593Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：吴迪 [导读] 随着我国的改革开放以来，科学技术和计算机应用技术也在不断地发展，因此，在各个行业中实行自动化也是社会发展的必然要求。 大连大重机电安装工程有限公司辽宁大连 116013 摘要：由于在我国的整个工业体系当中，信息化发展往往可以发挥十分关键性的作用，可以使得我国的工业发展水平出现质的提升，而在信息化发展过程当中，相应的控制自动化技术具备十分重要作用，在二十世纪现代制造领域范围内，工业控制自动化技术是其中的一项十分重要的技术，并且应用在特别多的领域，而在受到逐步发展的科技促进，控制自动化技术也得到长足的进步。 关键词：工业控制；自动化；工业体系；信息化 1 引言 随着我国的改革开放以来，科学技术和计算机应用技术也在不断地发展，因此，在各个行业中实行自动化也是社会发展的必然要求。也是值得人们的关注和探索，通过计算机技术的应用。实现自动化管理已经逐渐成为工业化发展和生产的主要方法，在目前的工业领域中，实现自动化管理对于工业领域来说对提高该行业的生产产品的质量和效益的发展是极为重要和关键的，是当今工业控制领域中最为关键和重要的环节。 2 工业控制自动化技术概述 所谓工业控制自动化技术，就是一种综合运用了自动控制理论，计算机控制技术，仪器仪表以及其他信息控制技术实现对工业生产的自动化控制的技术。它可以不断提高工业生产的产量，提高生产效率，降低生产消耗，实现安全化、自动化、规模化生产，从而达到增加企业竞争力，实现利益最大化的目的。它主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分，是现代制造领域中最重要的技术之一。企业要想实现“五个正确”，即在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便做出正确的决策，就必须加大对自动化生产方式的改造，大力发展工业控制自动化技术。 3 工业控制自动化发展趋势 3.1 PLC在向高速化、网络化、智能化方向发展 为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更快的响应速度和更大的存储容量，目前有的PLC扫描速度可达0.1ms/s以上，PLC的响应速度已经成为一个很重要的性能指标；在存贮容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节，为了扩大存储容量，有的公司已经利用磁盘处理器或者硬盘；加强PLC网络通讯能力，是PLC技术进步的潮流，为了加强网络通讯能力，PLC生产厂商之家正在协商制定通用的通讯标准，以构成更大的网络系统；80%的PLC控制系统的故障属于外部故障，因此致力于研制、发展用于检测用于外部故障的专用智能模块，已成为提高PLC系统可靠性的有效途径。 3.2 面向测控管一体化设计的DCS系统 开放性是制约DCS发展的一个很大的问题，不同公司的控制设备很难进行无缝的接入DCS控制系统，这个问题就阻碍了DCS的应用领域和竞争力。目前很多公司舍弃了传统的lcn网，采用了服务器结构的形式，使其开放性大大加强。随着技术进步，DCS的开放性需要逐渐加强，而且还应发挥其特色，使分散型计算机控制系统，从传统DCS中解放出来，使DCS与cips系统的调度层、管理层、决策层(辅助决策层)进行无缝连接，将DCS的相关信息上传，使其实时数据库、历史数据库为上述３层所共用，避免重复建库，为先进控制和优化建好平台，与上层的关系数据库共享数据，真正实现管控一体化。 3.3 控制系统正在向现场总线(FCS)方向发展 FCS是控制体系结构的一场革命，它将影响今后几十年内自动控制技术的发展。FCS是由DCS发展而来的，它克服了DCS的很多缺点，而且具有很多DCS无法比拟的优点，FCS具有可靠性高、互换性和互操作性好、功能强、全数字通讯、多分枝结构及实现了完全开放的系统等优点。FCS的出现，对广大中小型企业和研究机构是一次难得的机遇。可以预见，一个全数字化、全分散式、可互操作、开放式互连网络FCS是工业自动控制系统的发展趋势。 3.4 工业控制网络向实时性、安全性多有线及无线相结合的方向发展 支持实时通讯可以通过提高操作系统和交换技术或者改变拓扑结构，还可通过提高在MAC层上的数据传输的调度方法等；提高工业通讯的安全性，以满足SIL高级别的要求，是工业控制网络安全性的发展方向；无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。 4 自动化技术在工业控制领域中的应用 4.1 在自动化控嗣中使用总线技术 随着计算机和网络技术的发展．也引起了自动化控制系统结构的变革，总线技术在目前的工业生产中越来越受到人们的关注，而总线技术的发展也是整个社会发展领域中最为关键的部分。随着我国计算机技术和信息技术的发展和普及，在目前的工业控制领域中和各个行业中。通过计算机技术为平台的自动化技术和自动化的管理已经成为了现实。从一般的情况来说。在总线的布置的过程中，都是运用计算机为平台，从而进行模拟化的操作，最终实现工业控制系统在运行的状态下都能够在监控的范围之内，通过自动化的应用，能够使工业控制系统得到有效的监督与管理。在如今电气自动化的领域之中，计算机技术和网络技术已经在许多行业中的到了普及。PC的人机界面被人们普遍的采用。通过PC可以更加直观、灵活地体现出自动化的特点。 4.2 PLC在自动化领域中应用 PLC是一种集计算机技术、自动控制技术和通信技术为一体的数字运算操作的电子系统。PLC通信包括PLC间的通信和PLC与其他职能设备间的通信，随着科学技术和微电子技术的发展，使得PLC的功能变得更加的广泛。目前的PLC应用比较广泛，在工业自动化控制的发展中发挥着重要的作用，利用PLC的运用可以实现顺序控制、过程控制、运动控制、信息控制和远程控制，其中的顺序控制不再是以前

工业自动化控制系统介绍

工业自动化控制系统 工业自动化控制系统一般用于监控生产流程或生产环境。这些自动化系统不断从生产线上的传感器接收连续数据(电荷耦和传感器相机)，然后在通过客户专用的图像识别算法之前过滤这些数据。这些图像识别模块允许自动化系统识别生产过程中的不同状态。例如生产线上没有产品或者是存在缺陷的产品。这些信息被传送到主机。由主机控制加速或者减慢生产线速度，或在生产线上对特定部分生成产生阻碍。 图1显示了一个典型的工业自动化系统。包含有具有自主知识产权(IP)核的Altera器件，可以帮助减少开发所需的成本、增加设计的灵活性并且缩短工业自动化应用的开发周期。设计工程师还可以轻松的放置32位的Nios? 软核处理器于Cyclone?器件中，可以帮助他们灵活的实现应用中所需的外设功能。并达到所需要的内核性能。工程师可以灵活的配置系统的成本和性能，以获得一个低端、低成本的从系统或是一个在速度和外设需求上经过优化的高端的、高性能的系统。 图1.典型的工业自动化系统 注释 1. FIR = 有限脉冲响应 2. UART = 通用异步收发器 Cyclone器件能够在工业自动化系统中实现多种不同的应用。32位Nios嵌入式处理器可以作为控制器组件应用，减轻主机系统的任务。根据系统的要求实现各种接口控制系统，例如以太网媒体存储控制器(MAC)、局域网控制器(CAN)或是Profibus控制器。用Altera提供了IP来实现10/100M以太网媒体存取控制(MAC)和局域网控制器，更进一步的缩短了设计周期。Cyclone器件中的M4K M-RAM块可以实现缓冲器功能应用，并且应用Cyclone器件中的Altera的IP核可以实现FIR过滤器和UART功能，最终得到一个完整的工业自动化解决方案。设计工程师可以应用Altera的IP核结合Nios来加速他们的设计使他们可以花更多精力去关注在系统设计的其他部分。除此之外，将独立器件的功能集成到单一的Cyclone器件中还可以减少电路板上的独立器件的数量，减少开发时间，而且有效的降低了产品的成本。 Cyclone器件凭借其高效的器件结构在对成本敏感的工业应用中达到了性能和成本的统一。Cyclone系列器件和Altera的其一系列功能互补的产品和方案为工业应用的设计师提供了用超低价格来实现超高性能应用的可能性。

触摸屏在工控自动化系统中的应用

触摸屏在工控自动化系统中的应用 捻线机是玻璃纤维生产线上的关键设备之一，捻线机的平稳运转以及适应生产工艺的多样化是生产线的必要条件，工控自动化是满足这些条件的必要保障。因此，控制系统是玻璃纤维捻线机关键技术的重要环节之一。传统的生产设备由于老化或者自动化程度较低，不能满足行业发展的需要，必须对其进行技术改造。 用PLC做控制系统核心，成本低、稳定性高，程序编写和调试也比较方便。但PLC在人机对话、故障判断、在线修改等方面有些不便，需要对编程非常熟悉的专业人员进行操作。并且，想要直观地了解生产过程和监控信号的动态变化必须选择一个上位机来配合PLC，才能组成较好的自动控制系统。因此，本系统采用触摸屏与PLC通信，共同组成生产过程的自动控制系统。 1、系统组成 系统主要由触摸屏、可编程控制器PLC、开关电源、步进电机驱动器、步进电机、变频器、三相异步电动机等构成，其配置如图1所示。控制系统主要利用程序控制钢领板运行的速度、方向、位移，达到控制成形。 图1 系统配置框图 触摸屏作为人机界面可以进行工艺参数的设定、运行状态的监控等。可编程控制器是整个控制系统的核心。它将工艺参数存储并通过一定的控制算法控制变频器的运行状态以及步进电机的运行状态。开关电源为触摸屏、PLC、步进电机(包括接近开关、按钮、中间继电器)等提供工作电源。步进电机驱动器将可编程控制器给定的控制信号转换和放大驱动步进电机工作。步进电机作为执行单元通过机械传动主要完成捻线机钢领板的升降动作。变频器通过可编程控制器控制运行状态，通过内部参数的设定，可以调整运行的频率，从而控制三相异步电动机的运行状态和工作频率。 三相异步电动机作为执行单元通过机械传动主要完成锭子以及罗拉的传动。

【电气工控自动化】牛人总结的41例超实用接线方法

牛人总结的41例超实用接线方法 1．电动机接线 一般常用三相交流电动机接线架上都引出6个接线柱，当电动机铭牌上标为Y形接法时，D6、D4、D5相连接，D1~D3接电源；为△形接法时，D6与D1连接，D4与D2连接，D5与D3连接，然后D1~D3接电源。可参见图1所示连接方法连接。

图1 三相交流电动机Y形和△形接线方法 2．三相吹风机接线 有部分三相吹风机有6个接线端子，接线方法如图2所示。采用△形接法应接入220V三相交流电源，采用Y形接法应接入380V三相交流电源。一般3英寸、

3．5英寸、4英寸、4．5英寸的型号按此法接。其他吹风机应按其铭牌上所标的接法连接。 图2 三相吹风机六个引出端子接线方法 3．单相电容运转电动机接线 单相电动机接线方法很多，如果不按要求接线，就会有烧坏电动机的可能。因此在接线时，一定要看清铭牌上注明的接线方法。

图247为IDD5032型单相电容运转电动机接线方法。其功率为60W，电容选用耐压500V、容量为4μF的产品。图3(a)为正转接线，图3(b)为反转接线。 图3 IDD5032型单相电容运转电动机接线方法 4．单相电容运转电动机接线

图4 JX07A-4型单相电容运转电动机接线方法 图4是JX07A-4型单相电容运转电动机接线方法。电动机功率为60W，用220V/50Hz交流电源、电流为0．5A。它的转速为每分钟1400转。电容选用耐压400~500V、容量8μF的产品。图4(a)为正转接线，图4(b)为反转接线。 5．单相吹风机接线

图5 单相吹风机四个引出端子接线方法 有的单相吹风机引出4个接线端子，接线方法如图5所示。采用并联接法应接入110V交流电源，采用串联接法应接入220V交流电源。 6．Y100LY系列电动机接线 目前，Y系列电动机被广泛应用。Y系列电动机具有体积小、外形美观、节电等优点。它的接线方式有两种：一种为△形，它的接线端子W2与U1相连，U2

浅谈工业自动化控制

浅谈工业自动化控制 发表时间：2012-06-18T14:37:54.343Z 来源：《赤子》2012年第8期供稿作者：韩金潮 [导读] 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使得当前工业发展中的生产效率不断的提高，为当前社会带来了巨大的利益。 韩金潮（新地能源工程技术有限公司，河北廊坊 065000） 摘要：随着科学技术的发展，工业化发展水平也在不断的增加，工业控制的技术发展越来越快，随着当前各种科学技术手段在工业生产中的不断应用，工业化发展中的各种问题和存在手段的应用模式成为当前经济发展的主要手段和问题所在。工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高，为当前工业发展中的各种问题提出了解决措施和解决方案，更是其在解决过程中自动化控制的推动奠定了基础。本文主要对工业控制进行一下初步的了解。就工业自动化控制中的各种问题进行分析与总结，就起发展的模式进行探讨。 关键词：自动化控制技术；智能化手段；计算机技术；可编程序控制器 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使得当前工业发展中的生产效率不断的提高，为当前社会带来了巨大的利益。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，使得我国工业得到了飞速的发展，各种制造产品和制造手段也在不断的应用，这些自动化产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些技术手段是促进当前社会发展的前提关键，是保证工业良好发展的主要措施。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为我国经济建设奠定了理论依据，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献，是一项不可忽视和忽略的控制模式。 1 工业自动化仪器仪表 1.1 PLC（可编程序控制器） PLC-可编程序控制器是计算机技术在工业应用中逐步出现的控制手段和控制措施，是采用先进的智能化技术进行控制的过程，其在工业控制的过程中主要的优点在于①编程简单，可在现场修改和调试程序；②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；⑦可直接用115V交流电压输入； ⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。 我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显着的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。 1.2 工控PC 基于PC的控制器被当前工业应用过程中不断的使用，其各种优点成为当前人们研究和探索的前提基础，通过多种试验被证明可以像PLC一样，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。 由于PLC受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。 事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。 近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如 AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统，在3~5年内，占领30%~50%的国内市场，并实现产业化。 几年前，当“软PLC”出现时，业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。 2 工控行业仪器仪表发展 经过五十年的发展，我国仪器仪表工业已有相当基础，初步形成了门类比较齐全的生产、科研、营销体系。现有各类仪器仪表企业6000余家，年销售额约1000亿元，成为亚洲除日本之外第二大仪器仪表生产国。据海关统计，除去随成套工程项目配套引进的仪器仪表不计，去年进口各类仪器仪表近60亿美元，约占我国仪器仪表工业总产值的50%。但目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平，随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，差距还将进一步加大。目前，我国高档、大型仪器设备大多依赖进口。 今后仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表向智能化方向发展，产生智能仪器仪表；测控设备的PC化，虚拟仪器技术将迅速发展；仪器仪表网络化，产生网络仪器与远程测控系统。 工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。 2.1 电工仪器仪表 电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。 2.2 科学测试仪器 科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。 2.3 环保仪器仪表 环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2010年国内市场占有率达到70%以上。

浅析工业自动化控制中常用的核心技术(刘敏)

浅析工业自动化控制中常用的核心技术 刘敏 (安徽省临涣焦化股份有限责任公司，安徽淮北 235141) 摘要：浅析工业自动化控制中的变频器技术、触摸屏技术及嵌入式微控技术，就其原理、结构、功能作用和发展应用前景作了简要介绍。 关键词：自动化控制；变频、触摸和嵌入式微控技术；简介 1 引言 随着科学技术的不断发展，工业自动化控制技术以已在工业生产过程扮演了检测、控制、优化、调度、管理和决策的主要作用，保障了增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全生产等目标的实现。工业自动化控制技术实质上就是自动化技术、电子技术、仪器仪表等技术的综合集成。控制系统主要由变频器、触摸屏、嵌人式微控制器等构成。生产性企业，通过对设备和生产过程的控制，能显著提升竞争力，提高经济效益。在此，就工业自动化控制技术中常涉及的几项核心技术进行分析。 2 变频器技术 1）变频技术原理和功能。众所周知，变频器技术是当前工业生产过程中应用较多一项控制技术，也是一门综合性的技术，它是建立在电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。实际上，变频器可看作是一个频率可调节器的交流电源，通过改变变频器的输出频率，就可以实现电动机的速度控制。而在变频器内部，只需要改变逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，从而实现电动机的正反转切换。与此同时，变频器还具有直流制动特性，无需另外增加制动控制电路，就能实现制动功能。必要的制动时，通过变频器给电动机加上一个直流电压，利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上即可进行制动。变频器在使用时，只需要在电网电源和现有的电动机之间接入变频器和相应设备，不需要对电动机和系统本身进行大的设备改造，显然就非常适用各种工作环境和工艺要求高的地点。另外，变频器的节能效果也是非常明显。尤其是工业中大量使用的二次负载(风机和泵类)，需要的平均流量较小、转速较低时，其节能效果更加可观。

工控自动化电气设备代码表、工控自动化电气设备符号表、水处理电控设计必需符号代码

主要电气设备代码表 序号代码说明备注 1 AH 中高压开关设备（柜） 2 AA 低压开关设备（柜） 3 AC 控制屏（箱、柜） 4 AD 直流屏（柜） 5 AP 动力配电箱（柜） 6 APE 应急电源屏（箱、柜） 7 AL 照明配电箱（柜） 8 ALE 应急照明配电箱（柜） 9 AR 保护屏（箱、柜） 10 AT 双电源切换箱（柜） 11 AX 插座箱 12 AF 检修电源箱（电焊插座箱） 13 AS 信号箱（柜） 14 AW 电度表屏 15 AAS 同期屏 16 ALC 现场操作柱、控制按钮 17 AM 模拟屏 19 AE 励磁屏 20 AK 刀开关箱 21 APC PLC机柜 22 ATR 变送器屏 23 BD 母线槽 24 CP 电容器柜 25 EH 电加热器 26 EP 静电除尘器 27 F 避雷器 28 FU 熔断器 29 FD 跌落式熔断器 30 FM 电动机综合保护器 31 FQ 快速熔断器 32 GS 同步发电机

34 GD 柴油发电机 35 GU 不间断电源（UPS） 36 HAB 电铃 37 HAW 电笛 38 HAZ 蜂鸣器 39 HR 红灯 40 HG 绿灯 41 HY 黄灯 42 HB 蓝灯 43 HW 白灯 44 HP 位置指示器 45 HL 指示灯 46 KM 接触器 47 KA 中间继电器 48 KC 电流继电器 49 KV 电压继电器 50 KS 信号继电器 51 KG 瓦斯继电器 52 KD 差动继电器 53 KE 接地继电器 54 KH 热继电器

56 KTE 温度继电器 57 LA 消弧线圈 58 LL 滤波电抗器 59 LS 启动电抗器 60 M 异步电动机 61 MS 同步电动机 62 MD 直流电动机 63 PA 电流表 64 PJ 有功电度表 65 PV 电压表 66 PW 有功功率表 67 PF 频率表 68 PR 无功功率表 69 PJR 无功电度表 70 PPF 功率因数表 71 PM 最大需量表 72 PPA 相位表 73 PT 转速表 74 QF 断路器 75 QS 隔离开关 76 QL 负荷开关

探析工业自动化仪表与自动化控制技术

探析工业自动化仪表与自动化控制技术 1 工业自动化仪表 1 1 工业自动化仪表的概述 工业自动化仪表被广泛应用于工业各生产环节的主要原因就是其能够对生产的工艺参数做出自动的记录、检测以及控制，还能实现信息数据进行远距离的传输、处理，这在很大程度上加快了生产的速度，提高了企业的生产效率；工业自动化仪表在应用的内容上可以分为三种：自动化检测仪表、自动化显示仪表以及自动化调节仪表，这三种仪表的使用规律要根据其功能进行分别，检测仪表可以将工业生产过程中的温度、压力以及流量的参数变化进行自动的测量；显示仪表主要是将检测仪表上的参数进行显示，方便相关的工作人员可以及时的解决所发生的故障；调节仪表主要是根据预定的程序进行控制，能够在一定的时间内适当的对生产的效率进行调整。 1.2 工业自动化仪表的优良性能 工业自动化仪表可以实现自动的编程，对比传统的顺序控制方法更加的方便和准确，将编制好的程序植入仪表的控制系统中，就可以进行定时的控制操作，这在一定程度上简化了传统的硬件设备；工业自动化仪表还有独特的记忆功能，能够将逻辑电路以及时序电路进行组合来完成设备的控制和操作；工业自动化仪表还具有精准的计算功能，可以实现非常复杂的数据计算，而且还具有非常高的准确性；工业自动化的最后一个特点是数据的处理功能，数据处理功能减少了传统控制环节中所出现的人为处理失误，保证了数据的准确，在处理效率上比传统工业的生产效率更高一些。 1.3 工业自动化仪表技术的主要功能 工业化自动仪表的主要功能包括：自主的进行记忆操作功能、软件编程控制功能以及网络化控制功能；自主记忆功能改变了传统的时序电路和逻辑电路的应用方式，改变了传统操作的局限性，构成自动

工业自动化系统组成

工业自动化系统组成 工业控制系统指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具(包括自动测量仪表、控制装置)的总称。工业自动化系统以构成的软、硬件可分类为：自动化设备、仪器仪表与测量设备、自动化软件、传动设备、计算机硬件、通信网络等。 （1）自动化设备：包括可编程序控制器（PLC）、传感器、编码器、人机界面、开关、断路器、按钮、接触器、继电器等工业电器及设备； （2）仪器仪表与测量设备：包括压力仪器仪表、温度仪器仪表、流量仪器仪表、物位仪器仪表、阀门等设备； （3）自动化软件：包括计算机辅助设计与制造系统（CAD/CAM）、工业控制软件、网络应用软件、数据库软件、数据分析软件等； （4）传动设备：包括调速器、伺服系统、运动控制、电源系统、马达等； （5）计算机硬件：包括嵌入式计算机、工业计算机、工业控制计算机等； （6）通信网络：网络交换机、视频监视设备、通信连接器、网桥等。 工业自动化系统产品一般可分成下列几类： （1）可编程序控制器（PLC）：按功能及规模可分为大型PLC（输入输出点数＞1024），中型PLC（输入输出点数256～1024）及小型PLC（输入输出点数＜256点）。 （2）分布式控制系统（DCS）：又称集散控制系统，按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制系统。 （3）工业PC机：能适合工业恶劣环境的PC机，配有各种过程输入输出接口板组成工控机。近年又出现了PCI总线工控机。 （4）嵌入式计算机及OEM产品，包括PID调节器及控制器 （5）机电设备数控系统（CNC，FMS，CAM） （6）现场总线控制系统（FCS）